Die Wärmepumpe setzt sich immer stärker durch. Im Neubau gehört sie inzwischen zu den am häufigsten verbauten Heizsystemen, aber auch in Bestandsgebäuden funktioniert sie in vielen Fällen problemlos. Oft können sogar vorhandene Heizkörper weiter genutzt werden. Allerdings sind die Investitionskosten hoch: Für ein Einfamilien- oder Reihenhaus liegen sie inklusive Einbau meist zwischen 15’000 und 25’000 Euro. Damit sich diese Investition langfristig rechnet, sollte die Wärmepumpe möglichst lange halten.
Autor: Tobias Fuchslechner
Bilder: my-PV GmbH
Neben einer fachgerechten Installation und regelmässiger Wartung beeinflussen vor allem die Betriebsstunden die Lebensdauer. Grundsätzlich gilt: Weniger Laufzeit bedeutet eine längere Nutzungsdauer. Besonders problematisch ist die sogenannte Taktung. Häufiges Ein- und Ausschalten belastet vor allem den Verdichter, das empfindlichste und teuerste Bauteil der Wärmepumpe.
Wärmepumpe im Sommer ausschalten
Am effizientesten arbeitet eine Wärme-pumpe, wenn sie möglichst lange ohne Unterbrechung laufen kann. Während dies im Winter meist problemlos funktioniert, wird in den wärmeren Monaten häufig nur Warmwasser benötigt. Dann sinkt der Wärmebedarf stark ab und die Wärmepumpe taktet deutlich häufiger – selbst moderne modulierende Geräte.
Deshalb kann es sinnvoll sein, einen zusätzlichen Wärmeerzeuger in das bestehende System zu integrieren, der die Warmwasserbereitung im Sommer übernimmt. Elektrische Direktheizungen wie Heizstäbe oder Elektroboiler lassen sich vergleichsweise einfach nachrüsten. Dadurch kann die Wärmepumpe in den warmen Monaten teilweise stillstehen und übernimmt nur noch Spitzenlasten im Winter. Das reduziert sowohl die Betriebsstunden als auch die Anzahl der Schaltvorgänge deutlich.
Mehr eigenen Solarstrom nutzen
Wird ein Elektroheizstab wie die AC ELWA 2 von my-PV oder ein Elektroboiler mit einem Leistungssteller wie dem AC•THOR oder AC•THOR 9s kombiniert, kann überschüssiger Solarstrom effizient für die Wärmebereitung genutzt werden. Durch die stufenlose Regelung fliesst nahezu jede überschüssige Kilowattstunde direkt in Warmwasser oder Pufferspeicher.
Im Gegensatz zu Wärmepumpen benötigen diese Systeme keine Mindestleistung der Photovoltaikanlage. Zudem gleichen sie schwankende Solarerträge automatisch aus. Dadurch steigt der Eigenverbrauch des Solarstroms, und die Lücke zwischen Stromerzeugung und Wärmebedarf wird besser geschlossen. Die Zusatzkosten für ein solches System liegen je nach Ausführung bei rund 1 000 bis 1 300 Euro.
Besonders interessant ist diese Lösung auch für autarke Inselsysteme ohne Netzanschluss, da überschüssiger Solarstrom dort vollständig vor Ort genutzt werden muss. Durch die Kombination von elektrischer Direktheizung und Wärmepumpe entsteht ein effizientes Gesamtsystem. Je nach Gebäude und Konfiguration kann die Zahl der Starts der Wärmepumpe um rund 35 Prozent sinken.
Ein Drittel weniger Laufzeit
Der Verdichter einer Wärmepumpe ist auf rund 60’000 Betriebsstunden ausgelegt. Läuft die Anlage etwa 4 000 Stunden pro Jahr, ergibt sich eine rechnerische Lebensdauer von ungefähr zwölf bis 15 Jahren. Mit Unterstützung einer solarelektrischen Direktheizung reduziert sich die Laufzeit um etwa ein Drittel, wodurch die Lebensdauer auf bis zu 22 Jahre steigen kann. Bereits eine Verlängerung der Nutzungsdauer um fünf Jahre senkt die jährlichen Investitionskosten deutlich.
Konkretes Beispiel einer Berechnung
Simulationen eines Niedrigenergiehauses in der Region Bamberg zeigen die Auswirkungen in der Praxis. Installiert wurden eine Photovoltaikanlage mit 10.2 Kilowatt Leistung, ein Batteriespeicher und eine Wärmepumpe. Der tagsüber erzeugte Solarstrom wird zunächst im Haushalt und im Batteriespeicher genutzt. Überschüsse werden anschliessend für die Wärmebereitung eingesetzt.
Die vierköpfige Familie benötigt jährlich rund 5 527 Kilowattstunden Heizwärme sowie weitere 3 500 Kilowattstunden für Warmwasser. Ohne zusätzliche Direktheizung läuft die Wärmepumpe in diesem Beispiel 2 377 Stunden pro Jahr und schaltet sich 606-mal ein und aus.
Wärmepumpe hält acht Jahre länger
Mit einem intelligent gesteuerten Heizstab übernimmt die Photovoltaik von Mai bis September die Warmwasserbereitung vollständig. Dadurch sinkt die Zahl der Einschaltungen auf 273 pro Jahr und die Laufzeit reduziert sich auf 1791 Stunden. Die rechnerische Lebensdauer der Wärmepumpe steigt dadurch um etwa acht Jahre. Die verlängerte Nutzungsdauer reduziert gleichzeitig die jährlichen Investitionskosten deutlich. Bei einer Investitionssumme von 15’000 Euro sparen die Hauseigentümer mehrere 1000 Euro über die gesamte Laufzeit der Anlage.
Auch für Bestandsbauten geeignet
Ähnliche Effekte ergeben sich im Altbau. Aufgrund des höheren Wärmebedarfs arbeitet die Wärmepumpe dort häufiger. Wird das System jedoch um einen Heizstab oder Elektroboiler mit Leistungssteller ergänzt, sinken Betriebsstunden und Schaltvorgänge auch hier deutlich.
Kombination bleibt im Plus
Im Beispiel reduziert sich die Zahl der Einschaltungen im Bestandsbau um 47 Prozent. Gleichzeitig steigt die rechnerische Lebensdauer der Wärmepumpe von rund 26 auf über 31 Jahre. Dadurch sinken die jährlichen Investitionskosten erheblich. Selbst nach Berücksichtigung der Zusatzkosten bleibt die Kombination wirtschaftlich sinnvoll.
Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems steigt
Die Kombination aus Wärmepumpe und solarelektrischer Wärmebereitung bietet Hauseigentümern mehrere Vorteile: Die Wärmepumpe wird geschont und hält länger, gleichzeitig steigt der Eigenverbrauch des Solarstroms. Dadurch sinken die laufenden Kosten, und die Unabhängigkeit von Einspeisevergütungen nimmt zu.
Die Berechnungen basieren auf Simulationen mit einem branchenüblichen Planungstool. Dabei wurden sowohl die Heizlast des Gebäudes als auch das Nutzerverhalten berücksichtigt. Im Beispielhaus leben vier Personen, die tagsüber nur wenig Strom verbrauchen, weil die Eltern berufstätig sind. Gerade deshalb ist die Nutzung des tagsüber erzeugten Solarstroms für die Wärmebereitung besonders sinnvoll. Ein Batteriespeicher verschiebt einen Teil des Stroms in die Abend- und Morgenstunden, überschüssige Energie wird anschliessend direkt in Wärme umgewandelt.
Fazit
Die Kombination aus Photovoltaik, Speicher, Direktheizung und Wärmepumpe verbessert nicht nur die Lebensdauer der Anlage, sondern erhöht auch die Eigenverbrauchsquote deutlich. Hauseigentümer werden dadurch unabhängiger von schwankenden Strompreisen und möglichen Änderungen bei Einspeisevergütungen. Gleichzeitig sinkt der Verschleiss der Wärmepumpe, weil weniger Starts und geringere Laufzeiten den Verdichter entlasten.
Auch wirtschaftlich bleibt die Kombination attraktiv. Die zusätzlichen Investitionen für Heizstab oder Leistungssteller fallen im Vergleich zur gesamten Heiztechnik gering aus und amortisieren sich über die längere Nutzungsdauer der Wärmepumpe. Das spart weitere Kosten.
